JP2009150106A - Beam-column frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造からなる柱梁架構に関する。 The present invention relates to a column beam frame having a reinforced concrete structure.
鉄筋コンクリート構造からなる柱梁架構においては、柱と梁の境界面を横切るように梁主筋を配筋し、当該梁主筋を柱の内部に定着させるものが一般的である。 In a column beam frame composed of a reinforced concrete structure, a beam main bar is generally arranged so as to cross the boundary surface between the column and the beam, and the beam main bar is fixed inside the column.
なお、鉄筋コンクリート構造からなる梁の断面設計は、曲げモーメントに起因して発生する圧縮力を圧縮側の梁主筋および圧縮側のコンクリートで負担し、引張力を引張側の梁主筋で負担するものと仮定して行うのが通常である。ちなみに、梁の断面設計は、多くの場合、柱との境界面に生じる常時+地震時の曲げモーメントに対して行われる。 The cross-sectional design of a beam composed of reinforced concrete is that the compression force generated by the bending moment is borne by the compression beam concrete and the compression concrete, and the tensile force is borne by the tension beam principal. This is usually done on the assumption. Incidentally, in many cases, the cross-sectional design of a beam is performed with respect to the bending moment at the time of an always-on-earthquake occurring at the interface with the column.
脆性的な曲げ圧縮破壊を回避するためには、引張側の梁主筋の降伏を先行させる必要があるので、コンクリートの圧縮強度は、引張側の梁主筋が負担する引張力と釣合う大きさの圧縮力によって圧縮破壊を起こさないように設定する必要がある。このため、引張側の梁主筋に大きな引張力が作用する高層建築物などにおいては、大きな引張力につり合う圧縮力を負担できるように、高強度のコンクリートを使用することになるが、高強度のコンクリートは、その材料費が普通強度のものよりも高いので、建築コストが嵩むという問題がある。 In order to avoid brittle bending compression failure, it is necessary to precede the yielding of the main beam on the tensile side, so the compressive strength of the concrete is of a magnitude that matches the tensile force borne by the tensile beam on the tensile side. It is necessary to set so as not to cause compressive failure due to compressive force. For this reason, in high-rise buildings where a large tensile force acts on the beam main bar on the tension side, high-strength concrete is used so that a compressive force that balances the large tensile force can be borne. Concrete has a problem that its construction cost increases because its material cost is higher than that of ordinary strength.
なお、梁に高強度のコンクリートが必要な場合であっても、床スラブについては、普通強度のコンクリートで十分な場合が多いので、材料費が高くならないように、梁と床スラブとでコンクリートを打ち分ける場合があるが、このようにすると、打ち分けに必要な型枠の設置・脱型作業に手間が掛かるという問題がある。 Even if high-strength concrete is required for the beam, normal-strength concrete is often sufficient for the floor slab, so the beam and floor slab should be made of concrete so that the material cost does not increase. Although there are cases where they are divided, there is a problem that it takes time to install and remove the mold necessary for the arrangement.
また、高強度のコンクリートは、普通強度のものよりも粘性が高いことから、打設面の均し作業に手間が掛かるという問題もある。特許文献1〜3等に開示されているように、梁の下半部を高強度のコンクリートからなるプレキャスト部材で構成し、このプレキャスト部材の上側に普通強度のコンクリートを打設すれば、高強度のコンクリートに対する現場での均し作業を軽減することができるが、梁の端部に場所打ちコンクリート部分がある場合には、材料費の高い高強度のコンクリートを使用することに変わりはない。 Moreover, since high-strength concrete is higher in viscosity than ordinary strength, there is also a problem that it takes time to level the placing surface. As disclosed in Patent Documents 1 to 3, etc., if the lower half of the beam is composed of a precast member made of high-strength concrete, and high-strength concrete is placed on the upper side of this precast member, high strength However, if there is a cast-in-place concrete part at the end of the beam, there is no change in using high-strength concrete with a high material cost.
このような観点から、本発明は、鉄筋コンクリート構造からなる柱梁架構であって、材料費を低く抑えることが可能な柱梁架構を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, it is an object of the present invention to provide a column beam frame having a reinforced concrete structure and capable of keeping material costs low.
このような課題を解決する本発明に係る第一の柱梁架構は、柱と梁の境界面を横切る第一梁主筋と、前記境界面を横切らない第二梁主筋とを設け、前記梁の長手方向の端部において前記第一梁主筋と前記第二梁主筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、前記梁に作用する曲げモーメントに起因して前記梁の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を前記第二梁主筋が負担することを構造設計上考慮して、前記梁の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度が設定されていることを特徴とする。 A first column beam frame according to the present invention that solves such a problem includes a first beam main bar that crosses a boundary surface between a column and a beam, and a second beam main bar that does not cross the boundary surface. A column beam structure of a reinforced concrete structure in which the first beam main bar and the second beam main bar are overlapped at the end in the longitudinal direction, and the end in the longitudinal direction of the beam due to a bending moment acting on the beam In consideration of the structural design that the second beam main reinforcement bears a part of the compressive force generated in the part, the design standard strength of the concrete at the end in the longitudinal direction of the beam is set. To do.
引張鉄筋比(=引張鉄筋の断面積/(梁幅×有効梁せい))が同じであれば、複筋比(=圧縮鉄筋断面積/引張鉄筋断面積)が大きいほど、コンクリートに要求される圧縮強度が小さくなるところ、本発明によれば、境界面における引張鉄筋比を増大させることなく、梁の複筋比を増大させることができるので、梁のコンクリートが負担する圧縮力が、従前の柱梁架構に比べて小さいものとなる。すなわち、境界面を横切っていない第二梁主筋は、境界面に発生する引張力を負担せず圧縮力のみを負担するので、境界面における引張鉄筋比が増大することなく、複筋比のみを増大させることができる。 If the ratio of tensile reinforcement (= cross-sectional area of tensile reinforcement / (beam width x effective beam)) is the same, the larger the double reinforcement ratio (= compression reinforcement cross-sectional area / tensile reinforcement cross-sectional area), the more concrete is required. Where the compressive strength is reduced, according to the present invention, the double reinforcement ratio of the beam can be increased without increasing the tensile reinforcement ratio at the boundary surface. It is smaller than the column beam frame. That is, the second beam main bar that does not cross the boundary surface bears only the compressive force without bearing the tensile force generated at the boundary surface, so only the double muscle ratio is increased without increasing the tensile reinforcement ratio at the boundary surface. Can be increased.
このように、本発明によれば、梁のコンクリートが負担する圧縮力が、従前の柱梁架構の梁よりも小さくなるので、高強度のコンクリートよりも安価なコンクリートを使用することが可能となり、ひいては、材料費を低く抑えることが可能となる。 Thus, according to the present invention, since the compressive force borne by the concrete of the beam is smaller than the beam of the conventional column beam frame, it is possible to use less expensive concrete than high-strength concrete, As a result, material costs can be kept low.
また、前記した課題を解決する本発明に係る第二の柱梁架構は、梁主筋と、前記梁主筋とは別の圧縮力負担鉄筋とを設け、梁の長手方向の端部において前記梁主筋と前記圧縮力負担鉄筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、前記圧縮力負担鉄筋を、柱と前記梁の境界面を横切らないように設け、前記梁に作用する曲げモーメントに起因して前記梁の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を前記圧縮力負担鉄筋が負担することを構造設計上考慮して、前記梁の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度が設定されていることを特徴とする。 Moreover, the second column beam frame according to the present invention for solving the above-mentioned problems is provided with a beam main reinforcing bar and a compressive force bearing reinforcing bar different from the beam main reinforcing bar, and the beam main reinforcing bar at the longitudinal end portion of the beam. And the compressive force bearing rebar, which is a reinforced concrete column beam structure, in which the compressive force bearing rebar is provided so as not to cross the boundary surface between the column and the beam, and a bending moment acting on the beam is provided. In consideration of the structural design that the compressive force bearing rebar bears a part of the compressive force generated at the longitudinal end portion of the beam due to the structural design, the design standard of the concrete at the longitudinal end portion of the beam The strength is set.
この柱梁架構によると、境界面を横切っていない圧縮力負担鉄筋が、境界面に発生する引張力を負担せず圧縮力のみを負担するようになるので、境界面における梁の引張鉄筋比が増大することなく、梁の複筋比のみを増大させることができる。すなわち、本発明によれば、梁のコンクリートが負担する圧縮力が、従前の柱梁架構の梁よりも小さくなるので、高強度のコンクリートよりも安価なコンクリートを使用することが可能となり、ひいては、材料費を低く抑えることが可能となる。 According to this column beam structure, the compressive force-bearing rebar that does not cross the boundary surface bears only the compressive force without bearing the tensile force generated at the boundary surface, so the ratio of the tensile rebar of the beam at the boundary surface is Only the double bar ratio of the beam can be increased without increasing. That is, according to the present invention, the compressive force borne by the concrete of the beam is smaller than that of the beam of the conventional column beam frame, so that it is possible to use concrete that is less expensive than high-strength concrete. Material costs can be kept low.
また、前記した課題を解決する本発明に係る第三の柱梁架構は、柱と梁の境界面を横切る第一梁主筋と、前記境界面を横切らない第二梁主筋とを設け、前記梁の長手方向の端部において前記第一梁主筋と前記第二梁主筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、前記柱に使用されるコンクリートの設計基準強度が、60N/mm2以上であり、前記梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度が、36N/mm2以下であり、かつ、前記梁の側面に接続される鉄筋コンクリート構造の床スラブに使用されるコンクリートの設計基準強度と等しいことを特徴とする。 In addition, a third column beam frame according to the present invention that solves the above-described problems includes a first beam main bar that crosses a boundary surface between a column and a beam, and a second beam main bar that does not cross the boundary surface. Columnar frame of a reinforced concrete structure in which the first beam main bar and the second beam main bar are overlapped at the end in the longitudinal direction of the column, and the design standard strength of the concrete used for the column is 60 N / mm 2. That is the above, and the design standard strength of the concrete used for the end portion in the longitudinal direction of the beam is 36 N / mm 2 or less, and used for the floor slab of the reinforced concrete structure connected to the side surface of the beam. It is characterized by being equal to the design standard strength of concrete.
第三の柱梁架構は、梁に作用する曲げモーメントに起因して梁の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を第二梁主筋が負担することを構造設計上考慮することで得られた斬新かつ新規な柱梁架構である。この柱梁架構によれば、柱に使用されるコンクリートの設計基準強度を60N/mm2以上とする一方で、梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度を36N/mm2以下にしているので、その材料費を低く抑えることが可能となる。また、梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度を、床スラブに使用されるコンクリートの設計基準強度と等しくしたので、梁と床スラブに対して同時にコンクリートを打設することが可能となる。すなわち、本発明によれば、梁と床スラブとでコンクリートを打ち分ける必要がなくなり、打ち分けに必要な型枠の設置・脱型作業も不要になる。 The third beam structure is designed by considering that the second beam main bar bears a part of the compressive force generated at the end of the beam in the longitudinal direction due to the bending moment acting on the beam. This is a novel and new column beam structure. According to this column beam structure, the design standard strength of the concrete used for the column is set to 60 N / mm 2 or more, while the design standard strength of the concrete used for the end portion in the longitudinal direction of the beam is set to 36 N / mm 2. Since the following is used, the material cost can be kept low. In addition, the concrete design standard strength of the concrete used for the longitudinal ends of the beams was made equal to the concrete design standard strength of the concrete used for the floor slabs. Is possible. That is, according to the present invention, it is not necessary to separate the concrete between the beam and the floor slab, and the installation / demolding work of the mold necessary for the placement is not required.
また、前記した課題を解決する本発明に係る第四の柱梁架構は、梁主筋と、前記梁主筋とは別の圧縮力負担鉄筋とを設け、梁の長手方向の端部において前記梁主筋と前記圧縮力負担鉄筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、前記圧縮力負担鉄筋を、柱と前記梁の境界面を横切らないように設け、前記梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度が、前記梁の側面に接続される鉄筋コンクリート構造の床スラブに使用されるコンクリートの設計基準強度と等しいことを特徴とする。 Further, a fourth column beam frame according to the present invention for solving the above-mentioned problems is provided with a beam main bar and a compressive force bearing reinforcing bar different from the beam main bar, and the beam main bar at an end portion in the longitudinal direction of the beam. And the compressive force bearing reinforcing bars are reinforced concrete column beam frames, wherein the compressive force bearing reinforcing bars are provided so as not to cross the boundary surface between the columns and the beams, and the longitudinal ends of the beams The design standard strength of the concrete used in the construction is equal to the design standard strength of the concrete used for the floor slab of the reinforced concrete structure connected to the side surface of the beam.
第四の柱梁架構は、梁主筋とは別の圧縮力負担鉄筋を備えた斬新かつ新規な柱梁架構である。この柱梁架構によれば、梁と床スラブに対して同時にコンクリートを打設することが可能となる。すなわち、本発明によれば、梁と床スラブとでコンクリートを打ち分ける必要がなくなり、打ち分けに必要な型枠の設置・脱型作業も不要になる。 The fourth column beam frame is a novel and new column beam frame having a compressive force bearing rebar different from the beam main bar. According to this column beam structure, it becomes possible to place concrete on the beam and the floor slab at the same time. That is, according to the present invention, it is not necessary to separate the concrete between the beam and the floor slab, and the installation / demolding work of the mold necessary for the placement is not required.
本発明によれば、鉄筋コンクリート構造からなる柱梁架構の材料費を低く抑えることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to hold down the material cost of the column beam frame which consists of a reinforced concrete structure.
(第一の実施形態)
第一の実施形態に係る柱梁架構K1は、高さ60m以上(マンションであれば20階建て以上)の高層建築物に適用される柱梁架構であって、図1の(a)に示すように、柱1および梁2を備えて構成されている。また、図1の(b)に示すように、梁2の側面には、床スラブ3が一体的に接続されている。なお、図1においては、柱主筋やスラブ筋の図示を省略している。
(First embodiment)
The column beam frame K1 according to the first embodiment is a column beam frame applied to a high-rise building having a height of 60 m or more (in the case of an apartment, 20 stories or more), and is shown in FIG. Thus, it is configured to include a column 1 and a
柱1は、鉄筋コンクリート構造であり、上下方向に配筋された複数の柱主筋を含んで構成されている。柱1となるコンクリートの配合や強度などに制限はないが、本実施形態では、設計基準強度が60N/mm2以上の高強度コンクリートとしている。なお、本実施形態では、柱1を鉄筋コンクリート構造(RC)としたが、鉄骨鉄筋コンクリート構造(SRC)などとしても差し支えない。 The column 1 has a reinforced concrete structure and includes a plurality of column main bars arranged in the vertical direction. Although there is no restriction | limiting in the mixing | blending, strength, etc. of the concrete used as the pillar 1, In this embodiment, it is set as the high intensity | strength concrete whose design standard intensity | strength is 60 N / mm < 2 > or more. In this embodiment, the column 1 is a reinforced concrete structure (RC), but may be a steel reinforced concrete structure (SRC).
梁2は、鉄筋コンクリート構造であり、横方向に配筋された複数の梁主筋2a,2a,…と、この梁主筋2aに沿って配筋された複数の圧縮力負担鉄筋2b,2b,…と、梁主筋2a,2a,…を取り囲むように配筋された複数のあばら筋2c,2c,…とを含んで構成されている。
The
本実施形態の梁2は、ハーフプレキャスト工法により構築されたものであり、図1の(a)に示すように、プレキャスト領域21と、場所打ち領域22とを備えている。
The
プレキャスト領域21は、ハーフプレキャスト部材Pが配置された領域であり、本実施形態では、梁2のスパン中央部の下半部分を含むように設けられている。プレキャスト領域21の高さ寸法に特に制限はないが、本実施形態では、梁2の梁せいから床スラブ3の厚さ寸法を差し引いた値になっている。プレキャスト領域21(ハーフプレキャスト部材P)のコンクリートは、普通強度(設計基準強度:36N/mm2以下)のコンクリートであり、本実施形態では、床スラブ3に要求されるコンクリートの設計基準強度と等しくなっている。
The
場所打ち領域22は、場所打ちコンクリートが打設された領域であり、本実施形態では、梁2の長手方向の端部と、プレキャスト領域21の上側とに設けられている。場所打ち領域22のコンクリートは、普通強度(設計基準強度:36N/mm2以下)のコンクリートであり、本実施形態では、床スラブ3に要求されるコンクリートの設計基準強度と等しくなっている。つまり、本実施形態では、場所打ち領域22におけるコンクリートの設計基準強度が、プレキャスト領域21および床スラブ3におけるコンクリートの設計基準強度と等しくなっている。
The cast-in-
なお、梁2の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度は、梁2に作用する曲げモーメントに起因して梁2の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を圧縮力負担鉄筋2bが負担することを構造設計上考慮して設定されている。
Note that the concrete design standard strength at the end portion in the longitudinal direction of the
梁主筋2aは、境界面Jに発生する引張力を負担できるように、柱1と梁2の境界面Jを横切るように配筋されている。柱1を挟んで両側に梁2が形成されている場合には、梁主筋2aを、一方の梁2のみならず他方の梁にまで延出させ、二つの梁2で共用させてもよい。なお、継ぎ目のない一本の鉄筋で梁主筋2aを構成する必要はなく、複数の鉄筋をエンクローズ溶接や機械式継手等により形成された継手tを介して軸方向に繋ぎ合わせたものを梁主筋2aとしても差し支えない。
The beam
梁主筋2aの位置、本数、公称径などは、梁2に要求される曲げ強度等に応じて適宜変更されるものであるが、本実施形態では、梁2の上側と下側に同数ずつ配筋されている(図1の(b)参照)。下側の梁主筋(下端筋)2aは、その一部がハーフプレキャスト部材Pに埋設されており、残部がハーフプレキャスト部材Pの端面から突出している。上側の梁主筋(上端筋)2aは、ハーフプレキャスト部材Pの上方に配筋されており、場所打ち領域22にコンクリートを打設するまでは、その全部が露出する。
The position, number, nominal diameter, etc. of the beam main reinforcing
圧縮力負担鉄筋2bは、梁主筋2aとは別の鉄筋であり、梁2に作用する曲げモーメントに起因して梁2の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を負担できるように、梁2の長手方向の端部に配筋されている。また、圧縮力負担鉄筋2bは、境界面Jに発生する引張力を負担しないよう、境界面Jを横切らないように配筋されている。本実施形態の圧縮力負担鉄筋2bは、場所打ち領域22に含まれる梁2の長手方向の端部のみに配置されていて、場所打ち領域22において梁主筋2aと重複している。より詳細に、圧縮力負担鉄筋2bは、境界面Jから距離αだけ離れた位置を通る鉛直面Vと境界面Jとの間に配置されており、境界面Jと鉛直面Vとの間において梁主筋2aと平行になっている。なお、梁2の長手方向の端部のヒンジ領域は、一般的には境界面Jから梁せいの1.0〜1.5倍程度離れた長さまでの領域であることから、梁せいの1.0〜1.5倍の長さだけ境界面Jから離れた位置を通る鉛直面Vと境界面Jとの間に圧縮力負担鉄筋2bを配筋することが望ましい。また、圧縮力負担鉄筋2bの柱1側の端部は、境界面Jと一致させることが望ましい。
The compressive force bearing reinforcing
圧縮力負担鉄筋2bの位置、本数、公称径などは、梁2に要求される曲げ強度等に応じて適宜変更されるものであるが、本実施形態の圧縮力負担鉄筋2bは、地震荷重によって梁2の上端が引張側、下端が圧縮側となるような曲げモーメントが作用した場合に圧縮鉄筋となる下側の梁主筋2aと同径かつ同数であり、かつ、あばら筋2cの内周側において下側の梁主筋2a,2a,…の上側に配筋されている(図1の(b)参照)。より詳細に、圧縮力負担鉄筋2bは、下側の梁主筋2aの直上に配置されており、梁主筋2aに接触した状態で図示せぬ番線等により梁主筋2aに固定されている。
The position, number, nominal diameter, etc. of the compressive
あばら筋2cは、梁2に要求されるせん断強度等に応じて適宜配筋すればよい。プレキャスト領域21に配筋されるあばら筋2cは、その一部がハーフプレキャスト部材Pに埋設されており、残部がハーフプレキャスト部材Pの上面から突出している。また、場所打ち領域22に配筋されるあばら筋2cは、梁主筋2aおよび圧縮力負担鉄筋2bを取り囲むように配筋されており(図1の(b)参照)、場所打ち領域22にコンクリートを打設するまでは、その全部が露出する。
The
床スラブ3は、鉄筋コンクリート構造であり、図示せぬスラブ筋を含んで構成されていて、図1の(b)に示すように、梁2の上部の側面に接続されている。床スラブ3のコンクリートは、普通強度(設計基準強度:36N/mm2以下)のコンクリートである。なお、床スラブ3のコンクリートのうち、梁2に隣接した領域3a,3aに位置するコンクリートは、梁2に作用する曲げモーメントに起因して梁2に発生する圧縮力の一部を負担する。
The floor slab 3 has a reinforced concrete structure, includes a slab reinforcement (not shown), and is connected to an upper side surface of the
以上説明した柱梁架構K1によると、地震荷重によって梁2の上端が引張側、下端が圧縮側となるような曲げモーメントが作用した場合、境界面J近傍に発生する圧縮力の一部を圧縮力負担鉄筋2bが負担するようになるので、梁2の圧縮側のコンクリートが負担すべき圧縮力は、圧縮力負担鉄筋2bを配筋しない従前の柱梁架構に比べて小さいものとなる。つまり、柱梁架構K1によれば、梁2に高強度コンクリートよりも安価な普通強度のコンクリートを使用することが可能となり、ひいては、材料費を低く抑えることが可能となる。
According to the column beam frame K1 described above, a part of the compressive force generated in the vicinity of the boundary surface J is compressed when a bending moment is applied such that the upper end of the
すなわち、引張鉄筋比(=引張鉄筋の断面積/(梁幅×有効梁せい))が同じであれば、複筋比(=圧縮鉄筋断面積/引張鉄筋断面積)が大きいほど、コンクリートに要求される圧縮強度が小さくなるところ、柱梁架構K1において、地震荷重により梁2の上端が引張側、下端が圧縮側となるような曲げモーメントが作用した場合、上端の梁主筋2aの引張鉄筋4本に対して、下端の梁主筋2aおよび圧縮力負担鉄筋2bの計8本が圧縮鉄筋として有効となり、下端の圧縮側コンクリートが負担する圧縮力が、従前の柱梁架構に比べて小さいものとなる。一方、地震荷重が上記と逆方向に作用した場合、すなわち、梁2の上端が圧縮側、下端が引張側となるような曲げモーメントが作用した場合、境界面Jを横切っていない圧縮力負担鉄筋2bは、境界面Jに発生する引張力を負担しないので、引張鉄筋は下端の梁主筋2aの4本のみとなり引張鉄筋比は変化しない。なお、この場合の圧縮鉄筋は、上端の梁主筋2aの4本のみとなるが、上端に発生する圧縮力は、梁2の圧縮側コンクリートだけでなく、床スラブ3の領域3a,3aのコンクリートによっても負担されることになるので、梁2の上側に圧縮力負担鉄筋2bを配筋しなくとも差し支えない。
That is, if the tensile reinforcement ratio (= cross-sectional area of tensile reinforcement / (beam width x effective beam length)) is the same, the larger the double reinforcement ratio (= compression reinforcement cross-sectional area / tensile reinforcement cross-sectional area), the more demanded for concrete. When the compressive strength is reduced, in the column beam frame K1, when a bending moment is applied by the seismic load so that the upper end of the
柱梁架構K1の利点を、より詳細に説明する。
日本建築学会の「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説 −許容応力度設計法− 1999」によれば、釣合鉄筋比Ptbは、以下の式(1)により求めることができる。
The advantages of the column beam frame K1 will be described in more detail.
According to “Reinforced Concrete Structure Calculation Criteria and Explanation -Allowable Stress Degree Design Method 1999” of the Architectural Institute of Japan, the balanced rebar ratio P tb can be obtained by the following equation (1).
脆性的なコンクリートの方で曲げ強度が決定されるのは避けるべきであるから、引張側の梁主筋で曲げ強度を決定するのが通常である。すなわち、必要となる引張鉄筋量から引張鉄筋比pt(=at/(bd);bは梁幅)を計算し、式(1)の釣合鉄筋比ptbとの関係が式(2)を満たすようにコンクリート強度を決定するのが通常である。
pt≦ptb ・・・(2)
Since it is to be avoided that the bending strength is determined in the case of brittle concrete, it is usual to determine the bending strength by the beam main bar on the tension side. That is, it should become tensile reinforcement amount from tensile reinforcement ratio p t (= a t / ( bd); b Liang width) calculates a relationship equation between the balance reinforcement ratio p tb of formula (1) (2 Usually, the concrete strength is determined so as to satisfy.
p t ≦ p tb (2)
比較例として、図2の(a)に示すような梁2´を想定し、式(1)により釣合鉄筋比ptbを算出すると、表1のようになる。梁2´においては、同径の梁主筋2a´が上下に4本ずつ配筋されているので、複筋比γは、1.0となる。なお、梁主筋2a´の種類は、SD590(許容引張応力度ft=590N/mm2)で、呼び名はD38(公称断面積=1140mm2)である。コンクリートの許容圧縮応力度fcとヤング係数比nは、前述の日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説 −許容応力度設計法− 1999」に従って計算したものである。
As a comparative example, assuming a
梁2´の引張鉄筋断面積atが、1140mm2×4本=4560mm2であり、梁2´の梁幅bが550mm、有効梁せいdが720mmであるから、鉄筋比ptは、
pt=4560/(550×720)×100=1.15(%)
である。したがって、梁2´において、式(2)の条件を満たすためには、梁2´のコンクリートの設計基準強度Fcを42N/mm2とする必要がある(表1参照)。
Tensile reinforcement cross-sectional area a t of the beam 2 'is 1140 mm 2 × 4 present = 4560mm 2, 550mm beamed width b of the beam 2', since the effective beam depth d is 720 mm, reinforcement ratio p t is
p t = 4560 / (550 × 720) × 100 = 1.15 (%)
It is. Therefore, the beams 2 'in order to satisfy the condition of formula (2), it is necessary to the design strength F c of the concrete of the beam 2' and 42N / mm 2 (see Table 1).
これに対し、本実施形態に係る梁2で下端が圧縮側になる場合においては、床スラブ3を省略して図示した図2の(b)に示すように、下側の梁主筋2aと同径かつ同数(4本)の圧縮力負担鉄筋2bを配筋しているので、梁2の圧縮鉄筋断面積acは、梁2´の2倍になるが、引張鉄筋断面積atは上端の4本であり、複筋比γは2.0となる。複筋比γを2.0として式(1)により釣合鉄筋比ptbを算出すると、表2のようになる。
On the other hand, when the lower end of the
表2によると、式(2)の条件を満たすコンクリートの設計基準強度Fcは、30N/mm2でよいことが分かる。なお、上記したとおり、梁2の引張鉄筋断面積atは、梁2´のものと変わらないから、梁2の鉄筋比ptは、1.15(%)である。
According to Table 2, design strength F c satisfies the condition concrete of formula (2) may can be seen that 30 N / mm 2. Incidentally, as described above, the tensile reinforcement cross-sectional area a t of the
このように、本実施形態に係る柱梁架構K1によれば、梁2に要求されるコンクリートの圧縮強度が、比較例の梁2´に要求されるものよりも小さくなるので、比較例の梁2´で使用される高強度コンクリートよりも安価な普通強度のコンクリートを使用することが可能となる。
Thus, according to the column beam frame K1 according to the present embodiment, the compressive strength of the concrete required for the
また、本実施形態では、梁2と床スラブ3とで同強度のコンクリートを使用しているので、梁2と床スラブ3に対して同時にコンクリートを打設することが可能となる。つまり、梁2と床スラブ3とでコンクリートを打ち分ける必要がなくなり、打ち分けに必要な型枠の設置・脱型作業も不要になる。
Moreover, in this embodiment, since the concrete of the same strength is used for the
さらに、本実施形態では、圧縮力負担鉄筋2bを梁2の長手方向の端部のみに配筋しているので、梁2の配筋量が必要以上に増大することが防止され、その結果、配筋作業に要する人件費等を低く抑えることが可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the compressive
なお、圧縮力負担鉄筋2bの位置、本数、断面積の大きさ等は、適宜変更してもよい。
例えば、本実施形態では、床スラブ3が梁2の上部の側面に接続されており、かつ、梁2に隣接した領域3a,3aのコンクリートが梁2の曲げモーメントに起因して発生する圧縮力の一部を負担する場合を例示したが、図3に示すように、床スラブ3が梁2の下部の側面に接続されており、かつ、梁2に隣接した領域3a,3aのコンクリートが梁2の曲げモーメントに起因して梁2に発生する圧縮力の一部を負担する場合には、上側の梁主筋2a,2a,…に圧縮力負担鉄筋2b,2b,…を重ね合わせることとなる。
In addition, you may change suitably the position of the compressive-
For example, in this embodiment, the floor slab 3 is connected to the upper side surface of the
また、本実施形態では、床スラブ3を有する場合を例示したが、床スラブ3が存在しない場合(もしくは、床スラブ3のコンクリートが曲げモーメントに起因して発生する圧縮力を負担しない場合など)には、正負繰り返しの地震荷重によって梁2の上半部にも大きな圧縮力が作用するので、図4の(a)に示すように、下側の梁主筋2a,2a,…の上側だけでなく、上側の梁主筋2a,2a,…の下側にも圧縮力負担鉄筋2bを配筋することとなる。
Moreover, in this embodiment, although the case where the floor slab 3 was provided was illustrated, when the floor slab 3 does not exist (or when the concrete of the floor slab 3 does not bear the compressive force generated due to the bending moment). Since a large compressive force is applied to the upper half of the
図4の(a)においては、梁主筋2aの直上若しくは真下に圧縮力負担鉄筋2bを配置したが、図4の(b)の下側の圧縮力負担鉄筋2bのように、梁主筋2aの真横に配置してもよい。
In FIG. 4A, the compressive force-bearing
また、図4の(a)においては、圧縮力負担鉄筋2bを梁主筋2aに接触させているが、図4の(b)の上側の圧縮力負担鉄筋2bのように、梁主筋2aから離間させてもよい。
In FIG. 4A, the compressive force bearing reinforcing
図4の(a)においては、圧縮力負担鉄筋2bの本数を、梁主筋2aと同数にしているが、図4の(b)および(c)に示すように、梁主筋2aと異ならせてもよい。なお、図4の(b)および(c)においては、圧縮力負担鉄筋2bの本数を梁主筋2aよりも少なくしているが、多くしてもよい。
4 (a), the number of compressive
また、図4の(a)および(b)においては、圧縮力負担鉄筋2bを梁主筋2aと同径にしているが、図4の(c)の上側の圧縮力負担鉄筋2bのように、梁主筋2aと異ならせてもよい。なお、図4の(c)においては、上側の圧縮力負担鉄筋2bの公称径を、上側の梁主筋2aよりも大きくしているが、小さくしてもよい。
4 (a) and 4 (b), the compressive
(第二の実施形態)
第二の実施形態に係る柱梁架構K2は、図5の(a)に示すように、柱1および梁5を備えて構成されている。梁5の上部の側面には、図5の(b)に示すように、床スラブ3が一体的に接続されている。
(Second embodiment)
The column beam frame K2 according to the second embodiment includes the column 1 and the
なお、柱1、床スラブ3の構成は、第一の実施形態のものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。 In addition, since the structure of the pillar 1 and the floor slab 3 is the same as that of the thing of 1st embodiment, the detailed description is abbreviate | omitted.
梁5は、鉄筋コンクリート構造であり、横方向に配筋された複数の第一梁主筋5a,5a,…と、同じく横方向に配筋された複数の第二梁主筋5b,5b,…と、この第二梁主筋5b,5b,…を取り囲むように配筋された複数のあばら筋5c,5c,…とを含んで構成されている。
The
梁5は、ハーフプレキャスト工法により構築されたものであり、プレキャスト領域51と、場所打ち領域52とを備えている。プレキャスト領域51および場所打ち領域52の構成は、それぞれ第一の実施形態のプレキャスト領域21および場所打ち領域22の構成と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The
第一梁主筋5aは、境界面Jに発生する引張力を負担できるように、柱1と梁5の境界面Jを横切るように配筋されている。なお、柱1を挟んで両側に梁5が形成されている場合には、二つの梁5に跨るように第一梁主筋5aを配筋してもよい。第一梁主筋5aの位置や本数は、梁5に要求される曲げ強度等に応じて適宜変更されるものであるが、本実施形態では、梁5の上側と下側に同数ずつ配筋されている(図5の(b)参照)。
The first beam
第二梁主筋5bは、境界面Jに発生する引張力を負担しないよう、境界面Jを横切らないように配置する。本実施形態の第二梁主筋5bは、梁5の全長に亘って配置されていて、場所打ち領域52において第一梁主筋5aと重複している。なお、第一梁主筋5aと第二梁主筋5bの重複長さは、梁端部での全数重ね継手が成立する長さ以上確保する。
The second beam
下側の第二梁主筋5bは、その一部がハーフプレキャスト部材Pに埋設されており、残部がハーフプレキャスト部材Pの端面から突出している。上側の第二梁主筋5bは、ハーフプレキャスト部材Pの上方に配筋されており、場所打ち領域52にコンクリートを打設するまでは、その全部が露出する。
A part of the lower second beam main reinforcing
第二梁主筋5bの位置、本数、公称径などは、梁5に要求される曲げ強度等に応じて適宜変更されるものであるが、本実施形態の第二梁主筋5bは、第一梁主筋5aと同径かつ同数である。下側の第二梁主筋5b,5b,…は、下側の第一梁主筋5a,5a,…の下方に配筋されており、上側の第二梁主筋5b,5b,…は、上側の第一梁主筋5a,5a,…の上方に配筋されている(図5の(b)参照)。
The position, number, nominal diameter, and the like of the second beam
あばら筋5cは、梁5に要求されるせん断強度等に応じて適宜配筋すればよい。プレキャスト領域51に配筋されるあばら筋5cは、その一部がハーフプレキャスト部材Pに埋設されており、残部がハーフプレキャスト部材Pの上面から突出している。また、場所打ち領域52に配筋されるあばら筋5cは、第一梁主筋5aおよび第二梁主筋5bを取り囲むように配筋されている(図5の(b)参照)。
The
なお、梁5の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度は、梁5に作用する曲げモーメントに起因して梁5の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を、第一梁主筋5aに加えて第二梁主筋5bが負担することを構造設計上考慮して設定されている。本実施形態の梁5に使用されるコンクリートの設計基準強度は、36N/mm2以下であり、床スラブ3に使用されるコンクリートの設計基準強度と等しい。
In addition, the design standard strength of the concrete at the end portion in the longitudinal direction of the
以上説明した柱梁架構K2によれば、第一梁主筋5aおよび第二梁主筋5bが、境界面J近傍に発生する圧縮力を負担するので、圧縮鉄筋断面積が増大することになるが、第二梁主筋5bが境界面Jを横切っていないので、境界面Jにおける引張鉄筋断面積が増大することはない。すなわち、柱梁架構K2によれば、境界面Jにおける梁5の引張鉄筋比を増大させることなく、梁5の複筋比を増大させることができるので、梁5のコンクリートが負担すべき圧縮力は、従前の柱梁架構に比べて小さいものとなる。つまり、柱梁架構K2によれば、高強度のコンクリートよりも安価な普通強度のコンクリートを使用することが可能となり、ひいては、材料費を低く抑えることが可能となる。
According to the column beam frame K2 described above, the first beam
また、本実施形態では、梁5と床スラブ3とで同強度のコンクリートを使用しているので、梁5と床スラブ3に対して同時にコンクリートを打設することが可能となる。つまり、梁5と床スラブ3とでコンクリートを打ち分ける必要がなくなり、打ち分けに必要な型枠の設置・脱型作業も不要になる。
Moreover, in this embodiment, since the same strength concrete is used for the
なお、本実施形態では、梁5の長手方向の端部において、第一梁主筋5aと第二梁主筋5bとを重複させたが、第一梁主筋5aを梁2の中央方向に延在させ、例えば、梁5の全長に亘って第一梁主筋5aと第二梁主筋5bとを重複させてもよい。
In the present embodiment, the first beam main reinforcing
また、図6の(a)および(b)に示すように、梁5の長手方向の端部に、第一梁主筋5aおよび第二梁主筋5bとは別の圧縮力負担鉄筋5dを配筋してもよい。圧縮力負担鉄筋5dを併用する場合には、第二梁主筋5bの端部を境界面Jから離間させてもよい。
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, a compressive-force
なお、前記した各実施形態においては、ハーフプレキャスト化された梁2,5を対象にした場合を例示したが、フルプレキャスト化された梁に対して圧縮力負担鉄筋や第二梁主筋を組み込んでも差し支えないし、プレキャスト化されていない梁(すなわち、全部を場所打ちコンクリートで構成した梁)に対して圧縮力負担鉄筋や第二梁主筋を組み込んでも勿論差し支えない。
In each of the above-described embodiments, the case where the
1 柱
2 梁
2a 梁主筋
2b 圧縮力負担鉄筋
21 プレキャスト領域
22 場所打ち領域
3 床スラブ
5 梁
5a 第一梁主筋
5b 第二梁主筋
5d 圧縮力負担鉄筋
J 境界面
V 鉛直面
K1,K2 柱梁架構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記梁の長手方向の端部において前記第一梁主筋と前記第二梁主筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、
前記梁に作用する曲げモーメントに起因して前記梁の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を前記第二梁主筋が負担することを構造設計上考慮して、前記梁の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度が設定されていることを特徴とする柱梁架構。 A first beam main bar that crosses the boundary surface between the column and the beam, and a second beam main bar that does not cross the boundary surface;
A column beam structure of a reinforced concrete structure in which the first beam main reinforcement and the second beam main reinforcement are overlapped at the longitudinal end of the beam,
Considering that the second beam main bar bears a part of the compressive force generated at the longitudinal end of the beam due to the bending moment acting on the beam, the longitudinal direction of the beam A column beam frame characterized by the fact that the design standard strength of concrete is set at the end of the building.
梁の長手方向の端部において前記梁主筋と前記圧縮力負担鉄筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、
前記圧縮力負担鉄筋を、柱と前記梁の境界面を横切らないように設け、
前記梁に作用する曲げモーメントに起因して前記梁の長手方向の端部に発生する圧縮力の一部を前記圧縮力負担鉄筋が負担することを構造設計上考慮して、前記梁の長手方向の端部におけるコンクリートの設計基準強度が設定されていることを特徴とする柱梁架構。 Providing a beam main bar and a compressive force bearing reinforcing bar different from the beam main bar,
A column beam structure of a reinforced concrete structure in which the beam main reinforcing bar and the compressive force bearing reinforcing bar are overlapped at the end in the longitudinal direction of the beam,
The compressive force bearing rebar is provided so as not to cross the interface between the column and the beam,
In consideration of the structural design, the longitudinal direction of the beam in consideration of the fact that the compressive force bearing rebar bears a part of the compressive force generated at the longitudinal end of the beam due to the bending moment acting on the beam. A column beam frame characterized by the fact that the design standard strength of concrete is set at the end of the building.
前記梁の長手方向の端部において前記第一梁主筋と前記第二梁主筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、
前記柱に使用されるコンクリートの設計基準強度が、60N/mm2以上であり、
前記梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度が、36N/mm2以下であり、かつ、前記梁の側面に接続される鉄筋コンクリート構造の床スラブに使用されるコンクリートの設計基準強度と等しいことを特徴とする柱梁架構。 A first beam main bar that crosses the boundary surface between the column and the beam, and a second beam main bar that does not cross the boundary surface;
A column beam structure of a reinforced concrete structure in which the first beam main reinforcement and the second beam main reinforcement are overlapped at the longitudinal end of the beam,
The design standard strength of the concrete used for the pillar is 60 N / mm 2 or more,
The design standard strength of the concrete used for the end portion in the longitudinal direction of the beam is 36 N / mm 2 or less, and the concrete design standard used for the floor slab of the reinforced concrete structure connected to the side surface of the beam. A column beam structure characterized by equal strength.
梁の長手方向の端部において前記梁主筋と前記圧縮力負担鉄筋とを重ね合わせた鉄筋コンクリート構造の柱梁架構であって、
前記圧縮力負担鉄筋を、柱と前記梁の境界面を横切らないように設け、
前記梁の長手方向の端部に使用されるコンクリートの設計基準強度が、前記梁の側面に接続される鉄筋コンクリート構造の床スラブに使用されるコンクリートの設計基準強度と等しいことを特徴とする柱梁架構。 Providing a beam main bar and a compressive force bearing reinforcing bar different from the beam main bar,
A column beam structure of a reinforced concrete structure in which the beam main reinforcing bar and the compressive force bearing reinforcing bar are overlapped at the end in the longitudinal direction of the beam,
The compressive force bearing rebar is provided so as not to cross the interface between the column and the beam,
Column beam characterized in that the design standard strength of concrete used for the longitudinal end of the beam is equal to the design standard strength of concrete used for a floor slab of a reinforced concrete structure connected to the side of the beam Frame.
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